JPH07115737A

JPH07115737A - 車両用充電発電機の制御装置

Info

Publication number: JPH07115737A
Application number: JP5258023A
Authority: JP
Inventors: Masanori Tsuchiya; 雅範土屋; Masatoshi Masumoto; 正寿桝本; Shuichi Kokubu; 修一國分
Original assignee: Hitachi Automotive Engineering Co Ltd; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Automotive Systems Engineering Co Ltd
Priority date: 1993-10-15
Filing date: 1993-10-15
Publication date: 1995-05-02

Abstract

(57)【要約】【目的】Ｓ，Ｌ２極端子用の制御装置の電源起動，停止
動作をＬ端子のノイズに影響されずに確実にキースイッ
チに連動させるための回路手段を得ることにある。【構成】Ｌ端子電圧ＶLと、充電表灯駆動用トランジス
タのベースとエミッタ間電圧を抵抗で分圧した分岐電圧
ＶRとを比較し、前記分岐電圧ＶRが前記電圧ＶL を越え
た時にスイッチ手段３６１を開くことにより前記バッテ
リに接続されたスイッチ手段３１が開き前記電圧制御手
段の電源が遮断されるように構成し、ＶLとＶRの間にコ
ンデンサを接続することでＬ端子のノイズに影響されず
に動作する車両用充電発電機の制御装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両用充電発電機の制
御装置に関し、特に、ＩＧ端子のないＳ，Ｌ２極端子用
の制御装置の電源起動及び停止を行う車両用充電発電機
の制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の、制御装置の電源起動及び停止方
式は、特開平4−156234 公報に示されているように、発
電機の制御装置の電源を起動及び停止動作させる場合、
キースイッチのオン，オフ動作を、キースイッチと直列
に接続された充電表示灯（チャージランプ）のＬ端子電
圧を検出する事によって行っていた。

【０００３】しかしながら、この方式ではＬ端子電圧の
影響を受けやすく、キースイッチのオン，オフノイズや
界磁電流のスイッチングノイズなどにより、高温時にキ
ースイッチをオフしても制御装置の電源が停止しないと
いう問題が生じる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術では、
発電機の制御装置の電源を起動及び停止動作させる場
合、キースイッチのオン，オフ動作を、キースイッチと
直列に接続された充電表示灯（チャージランプ）のＬ端
子電圧を検出する事によって行っていた。

【０００５】しかしながら、この方式ではＬ端子電圧の
影響を受けやすく、キースイッチのオン，オフノイズや
界磁電流のスイッチングノイズなどにより、高温時にキ
ースイッチをオフしても制御装置の電源が停止しないと
いう問題があった。

【０００６】本発明の目的は、Ｌ端子ノイズの影響をキ
ャンセルする回路方式とする事により低温時及び、高温
時のキースイッチのオン，オフ動作に連動して確実に電
源を起動及び停止させる車両用充電発電機の制御装置を
提供するにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記の
問題を解決するために、Ｌ端子電圧ＶL と、充電表示灯
駆動用トランジスタのベースとエミッタ間電圧を抵抗で
分圧した分岐電圧ＶRとを比較手段により比較し、前記
分岐電圧ＶRが前記電圧ＶLを越えた時にスイッチ手段３
６１が開くことにより前記バッテリに接続されたスイッ
チ手段３１が開き前記電圧制御手段の電源が遮断される
ように接続し、かつＶLとＶRの間にコンデンサを接続す
ることにより、Ｌ端子ノイズの影響をキャンセルし、低
温時及び、高温時のキースイッチのオン，オフ動作に連
動して確実に電源を起動及び停止させることができる。

【０００８】

【作用】上記の本発明になる車両用充電発電機の制御装
置では、充電表示灯駆動用トランジスタのベース−エミ
ッタ電圧及びコレクタ−エミッタ電圧が共に負の温度特
性を有していることを利用し、Ｌ端子電圧ＶL と、充電
表示灯駆動用トランジスタのベースとエミッタ間電圧を
抵抗で分圧した分岐電圧ＶR とを比較手段により比較
し、ＶLとＶRの間にコンデンサを接続することで、Ｌ端
子ノイズの影響を受けずに、低温時及び、高温時のキー
スイッチのオン，オフ動作に連動して確実に電源を起動
及び停止させることができる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。

【００１０】図１は車両用充電発電機の制御装置の、従
来の起動，停止回路（特開平4− 156234号公報）であ
る。

【００１１】図１において、キースイッチ４０がオンす
るとＬ端子電圧を抵抗素子４３，４４により分圧された
電圧ＶA によってトランジスタ４５が駆動され、抵抗素
子４６，４７に接続されたトランジスタ４８が駆動され
る。そして、抵抗素子４９を介し接続されたツェナーダ
イオード５０により電源電圧Ｖｃｃが発生し、充電表示
灯駆動用トランジスタ４２によって、充電表示灯４１が
点灯する。

【００１２】図２は、本発明の一実施例である車両用充
電発電機の制御装置の回路図である。図２において、充
電発電機１の界磁巻線１０は、図示しない回転子に装着
され、エンジンの回転と同期して回転し回転磁界を発生
する。また、界磁巻線１０に並列に接続されたフライホ
イールダイオード１１はスイッチングノイズを吸収する
ために接続されている。

【００１３】上記回転子と空隙を持って対向する固定鉄
心（図示せず）に巻装された電機子巻線９は、上記界磁
巻線１０が発生する回転磁界の大きさに応じて交流電圧
を出力する。この交流出力は、三相全波整流器８で全波
整流される。三相全波整流器８の出力は、充電発電機１
の出力端子Ｂを介してバッテリ２に供給され、バッテリ
２が充電される。また、同時に、三相全波整流器８の出
力はこの出力端子Ｂから、負荷スイッチ４を介して、ラ
ンプ等の電気負荷３に供給される。

【００１４】バッテリ２は、端子Ｂ，抵抗２８，コンデ
ンサ２９を介して接地されている。そして、抵抗２８，
コンデンサ２９との接続点は、トランジスタ３１（第１
のスイッチ手段）のエミッタ及びコレクタ，抵抗３２，
ツェナーダイオード３３を介して接地されている。ま
た、トランジスタ３１のベースは、抵抗３０を介してエ
ミッタに接続される。さらに、トランジスタ３１のベー
スは、抵抗３４を介して、スイッチ手段であるトランジ
スタ３６１のコレクタ及びトランジスタ３７０のコレク
タに接続されている。これらトランジスタ３６１及び３
７０のエミッタは、ともに接地されている。

【００１５】なお、抵抗２８，３０，３２，コンデンサ
２９，ＰＮＰ形トランジスタ３１，ツェナーダイオード
３３は、レギュレータ（電圧調整機）７の電源回路（定
電圧発生手段）を構成し、バッテリ２の出力から、各回
路に一定電圧を供給する。

【００１６】また、界磁巻線１０は、端子Ｆを介してダ
ーリントン接続されたパワートランジスタ（スイッチ手
段）１２のコレクタに接続される。そして、このトラン
ジスタ１２のエミッタは、端子Ｅを介して接地される。
また、トランジスタ１２のベースは、抵抗２２を介し
て、抵抗３２とツェナーダイオード３３との接続点に接
続される。さらに、トランジスタ１２のベースは、トラ
ンジスタ２３のコレクタ及びエミッタを介して接地され
る。このトランジスタ２３のベースは、抵抗２４を介し
て接地される。さらに、このトランジスタ２３のベース
は、ツェナーダイオード２５，抵抗２７を介して接地さ
れる。そして、ツェナーダイオード２５と抵抗２７との
接続点は、抵抗２６，端子Ｓを介してバッテリ２に接続
される。なお、抵抗２２，２４，２６，２７，ツェナー
ダイオード２５，トランジスタ２３により電圧調整回路
（通流電流制限手段）が構成され、この電圧調整回路に
よりパワートランジスタ１２のオン，オフ動作制御が行
われ、界磁巻線１０の通流率が制御される。

【００１７】電機子巻線９の１相分の巻線が端子Ｐ，抵
抗１４，抵抗１５を介して、接地されている。そして、
抵抗１４と１５との接続点は、ダイオード１６を介して
トランジスタ１８のベースに接続され、ダイオード１６
とトランジスタ１８のベースとの接続点は、コンデンサ
１７を介して接地されている。また、トランジスタ１８
のコレクタは、抵抗３２とツェナーダイオード３３との
接続点に接続されている。さらに、トランジスタ１８の
エミッタは、抵抗１９，２０を介して接地されている。
また、抵抗１９と２０との接続点は、トランジスタ２１
のベースに接続される。このトランジスタ２１のエミッ
タは、接地され、コレクタは、ダーリントン接続された
充電表示灯駆動用トランジスタ１３のベースに接続され
る。トランジスタ１３のエミッタは、接地され、コレク
タは、端子Ｌ，充電表示灯６，キースイツチ５を介して
バッテリ２に接続されている。また、トランジスタ１３
のベースは、抵抗３５を介して、ツェナーダイオード３
３と抵抗３２との接続点に接続される。

【００１８】発電機１が発電を開始すると、上記抵抗１
４，１５，１９，２０，ダイオード１６，コンデンサ１
７，トランジスタ１８，２１で構成された回路により、
電機子巻線９の１相電圧が検出され、検出した電圧値
が、設定値以上になると、トランジスタ１３が非導通状
態となり、充電表示灯６が消灯される。

【００１９】次に、電源の起動・停止回路３６の構成に
ついて説明する。

【００２０】端子Ｌは、抵抗３６９、定電圧素子として
のダイオード３６５,３６４,３６３を介して、トランジ
スタ３７０（第３のスイッチ手段）のベースに接続され
る。また、ダイオード３６３と、トランジスタ３７０の
ベースとの接続点は、抵抗３６２を介して接地されてい
る。上記端子Ｌと抵抗３６９との接続点は、コンパレー
タ３６６（比較手段）の非反転入力端子に接続される。
このコンパレータ３６６の反転入力端子は、抵抗３６７
とダイオード３７２を介してそれぞれ接地されるととも
に、抵抗３６８を介してトランジスタ１３のベースに接
続されている。このダイオード３７２によってＬ端子か
らのマイナスサージを吸収する。また、コンパレータ３
６６の非反転入力端子と反転入力端子の間にはコンデン
サ３７１が接続され、Ｌ端子ノイズの影響をキャンセル
している。そして、コンパレータ３６６の出力端子は、
トランジスタ３６１（第２のスイッチ手段）のベースに
接続されている。また、このコンパレータ３６６には、
ツェナーダイオード３３と抵抗３２との接続点から電源
電圧Ｖｃｃが供給される。

【００２１】以上の構成において電源の起動，停止動作
について、図１，図２及び図３を参照して、説明する。

【００２２】図１に示す従来の起動，停止回路では、図
３（Ａ）のように充電表示灯が点灯するとＶLが急激に
低下するためにＶAも低下し、電源電圧Ｖｃｃがオフし
てしまう。一方、図２の回路では図３（Ｂ）のように充
電表示灯が点灯してＶL が低下しても、コンデンサ３７
１によりＶLとＶRは同じように変化するためＶL1＞ＶR1
が成り立ち、キースイッチ５がオンの時には安定して電
源電圧Ｖｃｃを供給することができる。

【００２３】また、キースイッチ５が閉じられると、電
圧ＶIGが立ち上がり、Ｌ端子電圧ＶL(第１の電圧）は、
ほぼバッテリ２の電圧と等しくなる。すると、ダイオー
ド３６５，３６４，３６３が導通し、トランジスタ３７
０のベース電圧Ｖ_BE370が“Ｈ”レベルとなる。これに
よって、トランジスタ３７０が導通し、トランジスタ３
１が導通する。トランジスタ３１が導通すると、ツェナ
ーダイオード３３により電源電圧Ｖｃｃが発生し、コン
パレータ３６６にこの電圧Ｖｃｃが供給され動作可能状
態とされる。また、電源電圧Ｖｃｃは、抵抗３５を介し
てトランジスタ１３のベース−エミッタ間電圧Ｖ_BE13が
生じ、トランジスタ１３が導通を開始する。これによっ
て、充電表示灯６が点灯される。

【００２４】ここで、端子Ｌの電圧ＶL1（コンパレータ
３６６の非反転入力端子に供給）と、ベース−エミッタ
電圧Ｖ_BE13を抵抗３６８と３６７とで分圧した電圧ＶR
(第２の電圧：コンパレータ３６６の反転入力端子に供
給）との関係は、ＶL1＞ＶR であるため、コンパレータ
３６６の出力は、“Ｈ”レベルとなる。すると、トラン
ジスタ３６１のベース−エミッタ間電圧Ｖ_BE361も、
“Ｈ”レベルとなり、トランジスタ３６１が導通する。
端子Ｌに電圧ＶL が３×Ｖ_BE以下に下がると、ダイオー
ド３６５，３６４，３６３，トランジスタ３７０は、遮
断してしまうが、すでにトランジスタ３６１が導通して
いるため、電源電圧Ｖｃｃは、安定して供給される。し
たがって、充電表示灯６が消灯されてしまうことはな
い。

【００２５】なお、抵抗３６８，３６７の分圧値ＶR
は、次式（１）で表される。

【００２６】ＶR＝Ｒ₃₆₇×Ｖ_BE13／（Ｒ₃₆₇＋Ｒ₃₆₈） …（１）ただし、Ｒ₃₆₇は抵抗３６７の抵抗値、Ｒ₃₆₈は抵抗３６
８の抵抗値である。

【００２７】次に、キースイッチ５が解放されると、充
電表示灯６に流れ込む電流が遮断され、充電表示灯６が
消灯される。ここで、トランジスタ１３のベースからコ
レクタに電流が流れ込むため、端子Ｌの電圧ＶL は、０
Ｖにならずに電圧ＶL2となる。電圧ＶL2と電圧ＶRとの
関係は、ＶL2＜ＶRであるため、コンパレータ３６６の
出力は、“Ｌ”レベルとなる。これにより、トランジス
タ３６１は遮断され、トランジスタ３１も遮断される。
そして、電源電圧Ｖｃｃが零レベルに低下される。

【００２８】ところで、電圧ＶL1と、ＶR1と、ＶR2との
温度に対する関係は、マイナスの温度特性であり、温度
勾配もほぼ同一で、互いに略平行して変化する関係であ
る。これは、電圧ＶL1，ＶL2は、トランジスタ１３のコ
レクタ−エミッタ間電圧ＶCEと等価であり、電圧ＶR1
は、トランジスタ１３のベース−エミッタ間電圧Ｖ_BE13
の分圧値であるからである。そして、温度変化に拘ら
ず、電圧ＶL1は、電圧ＶR1より大であり、電圧ＶL2は、
電圧ＶR2より小と言う関係が維持される。これにより、
温度変化に拘らず、トランジスタ３６１及び３７０から
なるＮＯＲ回路の出力は、キースイッチ５が閉とされる
と、確実に“Ｌ”レベルとなり、キースイッチ５が開と
されると、確実に“Ｈ”レベルとなる。

【００２９】以上のように、本発明の一実施例によれ
ば、使用温度が変化して、ＶL1，ＶL2が変化しても、Ｖ
R1も同様に変化し、このＶL1，ＶL2とＶR1をコンパレー
タ366にて比較して、電源の起動及び停止動作を制御す
るように構成されている。従って、温度変化に影響され
ることなく、キースイッチ５のオン，オフ動作に連動し
て、確実に電源を起動及び停止させることができる。さ
らに、電源起動，停止用半導体スイッチ３６１及び３７
０は、モノリシックＩＣの中に内臓可能であり、厚膜基
板上での部品点数を最小限に減らすことができる。

【００３０】なお、電圧ＶR1、上記式（１）に示すよう
に、抵抗３６７，３６８の抵抗値を変えることにより、
電圧ＶL1とＶL2との間であれば、任意の電圧値に設定す
ることが可能である。

【００３１】また、上述した動作説明は、発電停止時で
あるが、発電時においては、端子Ｐからの電圧印加によ
りトランジスタ２１が導通し、トランジスタ１３が遮断
されるため充電表示灯６が消灯される。この場合におい
ても、電圧ＶLはＶRより大であるので、コンパレータ３
６６の出力は、“Ｈ”レベルとなる。したがって、トラ
ンジスタ３６１，３１は、導通状態を維持し、電源電圧
Ｖｃｃが安定して供給される。

【００３２】また、上述した例においては、トランジス
タ１３は、ダーリントン接続されたトランジスタとした
が、これに限らず、ダーリントン接続されていないトラ
ンジスタを使用することもできる。

【００３３】また、上記例はスイッチ手段として、トラ
ンジスタ１２，３６１及び３７０を使用したが、トラン
ジスタに限らず、他の構成のスイッチ手段を用いてもよ
い。さらに、上記例においては、定電圧素子として、ダ
イオードに代えて、抵抗等の他の定電圧素子を用いても
よい。

【００３４】

【発明の効果】本発明に係る車両用充電発電機の制御装
置では、Ｌ端子のノイズの影響をキャンセルし、低温時
及び、高温時のキースイッチのオン，オフ動作に連動し
て確実に電源を起動及び停止させることが可能となり、
かつ電源起動，停止用半導体スイッチをモノリシックＩ
Ｃの中に内蔵可能であることから厚膜基板上での部品点
数を最小限に減らす事が出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の制御装置の電源起動，停止回路構成図で
ある。

【図２】本発明の実施例における車両用充電発電機の制
御装置のシステム構成図である。

【図３】図１，図２における動作タイミング図である。

【符号の説明】

１…充電発電機、２…バッテリ、５…キースイッチ、６
…充電表示灯、７…電圧調整器、８…三相全波整流器、
９…電機子巻線、１０…界磁巻線、１１…フライホイー
ルダイオード、１２…パワートランジスタ、１３…充電
表示灯駆動用トランジスタ、３６…電源の起動，停止回
路、３６６…コンパレータ、３７１…ノイズキャンセル
用コンデンサ、３７２…マイナスサージ吸収用ダイオー
ド、Ｂ，Ｆ，Ｌ，Ｓ…端子。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者桝本正寿茨城県勝田市大字高場字鹿島谷津2477番地３日立オートモティブエンジニアリング株式会社内 (72)発明者國分修一茨城県勝田市大字高場2520番地株式会社日立製作所自動車機器事業部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】固定子巻線及び界磁巻線を有する車両用充
電発電機と、この車両用充電発電機により充電されるバ
ッテリと、上記界磁巻線に直列に接続され、界磁巻線へ
の通流電流を制限する通流電流制限手段と、上記バッテ
リの端子電圧を検出し、検出した電圧値に基づいて、上
記通流電流制限手段の動作を制御する電圧制御手段と、
充電表示灯及びキースイッチを介して上記バッテリに接
続される充電表示灯駆動用トランジスタと、を有する車
両用充電発電機の制御装置において、上記バッテリからの発生電圧が供給され、少なくとも上
記電圧制御手段に、定電圧を供給する定電圧発生手段
と、上記トランジスタと充電表示灯との接続点の電圧である
第１の電圧と、上記トランジスタのベース電圧を抵抗素
子により分圧した第２の電圧とを比較する比較手段と、
上記充電表示灯との接続点である第１の接続点と上記ト
ランジスタのベース電圧を抵抗素子により分圧した第２
の接続点へ接続されるノイズ防止素子と、この比較手段
からの出力信号に従って、上記第１の電圧が第２の電圧
よりも大の時には、上記定電圧発生手段を起動させ、上
記第１の電圧が第２の電圧よりも小の時には、上記定電
圧発生手段の動作を停止させる起動・停止手段と、を備
えることを特徴とする車両用充電発電機の制御装置。
【請求項２】請求項１記載の車両用充電発電機の制御装
置において、上記起動・停止手段は、バッテリと定電圧
発生手段との間に接続される第１のスイッチ手段と、比
較手段からの出力信号に従って、上記第１の電圧が第２
の電圧よりも大の時には閉となり、上記第１のスイッチ
手段を閉として上記定電圧発生手段を起動させ、上記第
１の電圧が第２の電圧よりも小の時には開となり、上記
第１のスイッチ手段を開として上記定電圧発生手段の動
作を停止させる第２のスイッチ手段と、を有することを
特徴とする車両用充電発電機の制御装置。
【請求項３】請求項２記載の車両用充電発電機の制御装
置において、上記充電表示灯と上記充電表示灯駆動用ト
ランジスタとの接続点に接続された定電圧素子と、この
定電圧素子に接続され、定電圧素子の発生電圧が所定値
以上のときに、閉となり、上記第１のスイッチ手段を閉
とする第３のスイッチ手段とを、さらに備えることを特
徴とする車両用充電発電機の制御装置。
【請求項４】請求項３記載の車両用充電発電機の制御装
置において、上記定電圧素子は、直列接続された複数の
ダイオードであり、上記第１，第２，第３のスイッチ手
段は、トランジスタであることを特徴とする車両用充電
発電機の制御装置。
【請求項５】請求項１記載の車両用充電発電機の制御装
置において、上記ノイズ防止素子はコンデンサである事
を特徴とする車両用充電発電機の制御装置。